０ 引言

在變電站運維工作中，維護繼電保護的穩(wěn)定性一直是其核心問題。目前的變電站繼電保護檢驗工作中依舊存在著部分問題，導(dǎo)致在運維過程中工作人員的

工作效率低，風(fēng)險性大。同時，當(dāng)前的變電站監(jiān)控系統(tǒng)已經(jīng)進入了系統(tǒng)化和智能化階段。在變電站中，繼電保護檢驗工作結(jié)合監(jiān)控系統(tǒng)，通過一系列硬件和軟件系統(tǒng)的搭建，能實現(xiàn)變電站監(jiān)控系統(tǒng)繼電保護的自動檢驗，對變電站的穩(wěn)定性和安全性有著極其重要的意義。

１ 變電站繼電保護系統(tǒng)的檢驗要求

目前大多數(shù)變電站的繼電保護已經(jīng)實現(xiàn)了信息化和數(shù)字化。對于運維工作人員來講，當(dāng)前的變電站繼電保護系統(tǒng)中設(shè)計的邏輯關(guān)聯(lián)性強、各個信息之間的

交互和分配場景復(fù)雜，在檢驗過程中，必須耗費大量的精力和時間才能有效理清其中的特點和原則，嚴重影響運維工作的效率和質(zhì)量。一般來講，變電站的繼電保護檢驗工作需要遵守以下原則［１］： （１）繼電保護運行狀態(tài)和現(xiàn)場的檢驗對象一致，即保證變電站的配置、接線等施工環(huán)節(jié)和現(xiàn)場測試對象一致； （２）設(shè)備與實際運行環(huán)節(jié)的一致，即檢驗方法設(shè)備和實際的系統(tǒng)覆蓋范圍一致； （３）繼電保護接線和變電站設(shè)計一致，保障繼電保護的多層次保護功能。

２ 設(shè)計背景

傳統(tǒng)的變電站繼電保護檢驗方式中，維修人員通過對單一的設(shè)備節(jié)點進行排除，檢驗繼電保護裝置運行的穩(wěn)定性。這種檢驗方式主要使用繼電保護測試儀

進行操作，運維人員在繼電保護裝置中接入電壓電流測試線，隨后對繼電保護裝置進行測試，讓繼電保護裝置處在模擬的工作環(huán)境中，進而對變電站繼電保護裝置的運行情況進行檢測。這種檢測方式雖然能檢測出變電站繼電保護裝置的各個技術(shù)性能以及相關(guān)二次回路邏輯的完整性，但在一定程度上并不能**反映出變電站繼電保護裝置的運行狀況，同時人工檢驗方式還會為加重運維工作人員的工作任務(wù)，降低檢驗效率。

基于此，相關(guān)研究者研究了繼電保護檢驗裝置，如 ＲＴＤＳ仿真平臺自動檢驗裝置，但由于對運行條件和運行環(huán)境的要求較高，因此并不能有效適用于變電站的實際應(yīng)用環(huán)境；同時還有基于數(shù)字化測試儀提出的智能站單裝置功能自動檢驗，但該檢驗方式由于系統(tǒng)內(nèi)各個裝置之間的配合性還有待加強，因此并不能在變電站中獲得推廣和普及。

通過對變電站繼電保護裝置進行分析可以發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)有的繼電保護自動檢驗裝置的運行網(wǎng)絡(luò)和系統(tǒng)關(guān)聯(lián)性強、組網(wǎng)十分復(fù)雜，同時并不能有效檢驗整個繼電

保護自動檢驗裝置的運行狀況，降低了繼電保護自動檢驗裝置的科學(xué)性和準確性。本文研究了當(dāng)前變電站的監(jiān)控系統(tǒng)，通過分析可以得出當(dāng)前變電站的二次設(shè)備能利用站控層的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)各個設(shè)備信息的互通互聯(lián)、實現(xiàn)對整個變電站中設(shè)備的集中檢測，為實現(xiàn)變電站繼電保護的自動檢驗功能提供了實現(xiàn)依據(jù)?；诖?，本文分別設(shè)計架構(gòu)了變電站繼電保護裝置自動檢驗的硬件和軟件，提出了基于變電站監(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護裝置自動檢驗方法［２］。

３ 設(shè)計內(nèi)容

３.１ 硬件設(shè)計

繼電保護裝置自動檢驗系統(tǒng)的硬件主要有 ＧＰＳ／ＢＤＳ同步時鐘裝置、監(jiān)控主機、檢驗控制中心、智能終端、網(wǎng)絡(luò)傳輸儀以及繼電保護測試儀等，并借助站控層實現(xiàn)信息集中以及網(wǎng)絡(luò)設(shè)備互通等功能。在變電站繼電保護工作中，該設(shè)備能有效實現(xiàn)單裝置以及多裝置的自動檢驗功能，同時檢驗繼電保護中的各項保護動作等信息的準確性，減少了變電站繼電保護故障的發(fā)生。

在具體檢驗操作中，首先利用監(jiān)控主機將線路、終端等一系列繼電保護信息鏡像至檢驗控制中心，隨后在檢驗控制中心中嵌入自動檢驗流程，讓檢驗控制

中心能有效控制以及讀寫線路保護、母線保護、主變保護等，實現(xiàn)對各個自動檢驗流程的有效控制，*終利用檢驗控制中心對整個變電站的信息進行監(jiān)視，并驗證通過繼電保護反饋的變電站運行信息的正確性。在這**程中，監(jiān)控主機、檢驗控制中心、待檢保護裝置、測控裝置、測試儀等硬件裝置利用站控層的網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)信息的交互與統(tǒng)一。同時在該硬件系統(tǒng)中安裝北斗衛(wèi)星對時系統(tǒng)，統(tǒng)一整個參與檢驗工作的硬件設(shè)備時間，實現(xiàn)系統(tǒng)中各個設(shè)備在運行過程中的同步工作，保證設(shè)備運行的科學(xué)性。*后，再利用硬件設(shè)備中的測試儀，按照檢驗流程檢驗，在相關(guān)電流、電壓等出現(xiàn)故障時，及時為保護裝置提供故障參數(shù)，同時將保護裝置的出口信息反饋至檢驗控制中心，自動檢驗系統(tǒng)如圖 １所示。

３.２ 軟件設(shè)計

變電站監(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護自動檢驗系統(tǒng)的軟件設(shè)計原則為模塊化分層設(shè)計，能有效提高檢驗系統(tǒng)的拓展性，為后期軟件的維護和檢驗等提供了極大的便

利性，軟件架構(gòu)見表 １。

變電站繼電保護的檢驗工作主要通過對各個管理平臺進行操作來實現(xiàn)［３］，具體如下： （１）利用檢驗管理平臺，能有效檢驗和維護檢驗任務(wù)和檢驗數(shù)據(jù)，并對檢驗、報告、規(guī)約等模塊進行管理；（２）利用任務(wù)管理模塊，能將繼電保護系統(tǒng)中的各相關(guān)任務(wù)進行檢驗并下發(fā)，此外，如果任務(wù)出現(xiàn)變動，還能撤銷下發(fā)任務(wù)，在任務(wù)完成后，對任務(wù)進行審核，并將任務(wù)記錄在歷史當(dāng)中； （３）利用模板管理模塊，上傳和下載相關(guān)的檢驗?zāi)０?，如報告模板、?guī)約模板、裝置模型文件等；（４）在變電站繼電保護檢驗工作中，數(shù)據(jù)管理模塊主要是用于保存相關(guān)的操作記錄，例如檢驗歷史記錄、系統(tǒng)檢驗記錄，同時，還能利用大數(shù)據(jù)及時生成相應(yīng)的管理標準報告和管理記錄； （５）檢驗方案編輯模塊主要用于編寫和檢驗內(nèi)容相關(guān)的檢驗?zāi)０搴蛨蟾婺０?，并且還可以根據(jù)變電站繼電保護檢驗要求新增或刪減相關(guān)模板； （６）規(guī)約模板和編輯模板主要用于對系統(tǒng)中不同的規(guī)約進行編輯，利用腳本等信息技術(shù)文字語言，實現(xiàn)相關(guān)模板或信息的搜索引擎；（７）規(guī)約引擎模塊在系統(tǒng)中主要結(jié)合規(guī)約模塊進行操作，能有效實現(xiàn)不同模塊之間信息的有效交互，如自動檢驗?zāi)K和保護裝置之間的交互等，從而實現(xiàn)對相關(guān)裝置與模型等文件的召喚功能，對參數(shù)進行定制，實現(xiàn)檢驗系統(tǒng)的讀寫功能以及對相關(guān)的動作報文進行讀取等功能； （８）自動檢驗?zāi)K中的測試儀接口模塊，主要是用來實現(xiàn)繼電保護測試儀的通信功能，通過與測試儀進行通信，實現(xiàn)對相關(guān)的故障進行分析并轉(zhuǎn)化為故障參數(shù)，并將故障參數(shù)反饋到測試儀，能為測試儀開關(guān)量提供信息； （９）自動檢驗?zāi)K通過搭建系統(tǒng)檢驗環(huán)境和制定系統(tǒng)檢驗方案，實現(xiàn)

對相關(guān)方案的執(zhí)行，并展示系統(tǒng)檢驗的過程，*后根據(jù)檢驗工作的開展按照規(guī)約生成相應(yīng)的檢驗報告。

４ 自動檢驗方法研究

基于變電站監(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護自動檢驗方法主要的檢驗內(nèi)容有零漂檢查、模擬量精度檢驗、保護功能邏輯及保護定值驗證等，不同檢驗內(nèi)容檢驗的原則

也不一致，見表 ２。（１）在檢驗零漂時，要求電壓的零漂值在 ０.０５Ｖ以內(nèi)，即保護裝置采樣電壓應(yīng)該小于０.０５Ｖ；同時要求電流的零漂值在 ０.０１Ｉｎ 以內(nèi)，即外部施加電流應(yīng)該小于 ０.０１Ｉｎ。（２）在檢驗?zāi)M量精度檢驗時，要求液晶顯示幅值與外部加量的誤差應(yīng)小于±５％，即保護裝置采樣電壓和外部施加電壓之間的誤差率應(yīng)該在 ５％以內(nèi)，并且保護裝置采樣電流與外部施加電流之間的誤差率應(yīng)該在 ５％以內(nèi)；同時模擬量精度檢驗要求液晶顯示角度與外部加量的誤差應(yīng)不大于 ±３°，即保護裝置采樣電壓和外部施加電壓之間的差距應(yīng)該３°以內(nèi)，同時保護裝置采樣電流和外部施加電流也應(yīng)該在 ３°以內(nèi)。 （３）在檢查保護功能邏輯與保護定值驗證時，要求過量保護時，０.９５倍可靠不動作，１.０５倍可靠動作，相反在欠量保護時，要求 １.０５倍可靠不動作，０.９５倍可靠動作。對此當(dāng)可靠動作時，裝置報文和出口信息應(yīng)該和預(yù)置內(nèi)容一致，當(dāng)不動作時，沒有預(yù)定裝置報文和出口信息。

當(dāng)前大多檢驗系統(tǒng)中，要想實現(xiàn)自動判斷檢驗結(jié)果，需要相關(guān)運維人員手動編寫判斷腳本，這要求該檢驗方法的開發(fā)人員和變電站檢修人員具備相關(guān)的編

程知識，不利于后期相關(guān)檢修人員運維工作的開展。對此，本研究通過對大量腳本文件的解讀，總結(jié)出其中的變量腳本語言和固定腳本語言，并將固定的腳本語言進行封存和定義，形成了相關(guān)的腳本函數(shù)集，如圖 ２所示，檢驗人員在進行檢驗時，可以直接調(diào)用相關(guān)的函數(shù)，降低了運維工作人員的工作難度，提高了工作效率［４］。

例如系統(tǒng)在檢驗保護裝置 Ａ相電壓時，使用的是腳本 函 數(shù) 集 中 的 ＣａＬＡｉｎＥｒｒｏｒ，取 用 相 關(guān) 的 參 數(shù) 值ＭＭＸＵ５ ＭＸ ＰｈＶ ｐｈｓＡ ｃＶａｌ ｍａｇ ｆ、基 準 值ｖ＿Ｕａ、目標參數(shù) ｖｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ和 ｖｇ＿ＵＥｒｒＲｅｌ，自動生成判斷腳本，對 Ａ相電壓進行**檢驗，具體如下。

ｌｏｃａｌｖ＿Ｕａ＝ＧｅｔＰａｒａ（＂．＼＼＂，＂＿Ｕａ＂）；

ｌｏｃａｌｖｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ＝ＧｅｔＴｅｓｔＰａｒａ（＂ｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ＂）；

ｌｏｃａｌｖｇ＿ＵＥｒｒＲｅｌ＝ＧｅｔＴｅｓｔＰａｒａ（＂ｇ＿ＵＥｒｒＲｅｌ＂）；

ｌｏｃａｌｎＲｓｌｔＪｄｇ＝０；

ｎＲｓｌｔＪｄｇ＝ｎＲｓｌｔＪｄｇ＋ＣａｌＡｉｎＥｒｒｏｒ（＂ＭＭＸＵ５ ＭＸ

ＰｈＶ ｐｈｓＡ ｃＶａｌｍａｇ ｆ＂，ｖ＿Ｕａ，ｖｇ＿ＵＥｒｒＡｂｓ，ｖｇ＿

ＵＥｒｒＲｅｌ）；

ｉｆ（ｎＲｓｌｔＪｄｇ＝＝１）ｔｈｅｎ

ＳｅｔＲｓｌｔＪｄｇ（＂＂，１）；

ｅｌｓｅ

ＳｅｔＲｓｌｔＪｄｇ（＂＂，０）；

ｅｎｄ；

５ 結(jié)束語

隨著人們對用電的需求越來越大，當(dāng)前的變電站工作任務(wù)也越來越重。傳統(tǒng)的繼電保護檢驗方式單一、檢驗內(nèi)容不**，不能滿足當(dāng)前的變電站維護工作需要?；谧冸娬颈O(jiān)控系統(tǒng)的繼電保護自動檢驗方法，通過建立變電站硬件設(shè)施和軟件設(shè)施，并按照檢驗?zāi)繕酥贫ㄏ鄳?yīng)的檢驗方法，極大地減輕了變電站運維人員的工作負擔(dān)，同時提高了變電站檢驗工作的效率。將本方法在變電站中進行測試，驗證出該方法能有效提高繼電保護裝置檢驗的科學(xué)性，同時繼電保護的工作效率提升了 ８５％。